球體表面積

球體表面積

球體表面積是指球面所圍成的幾何體的面積,它包括球面和球面所圍成的空間,球體表面積的計算公式為S=4πr2=πD2,該公式可以利用求體積求導來計算。

基本介紹

  • 中文名:球體表面積
  • 形狀:球體
  • 公式:S=4πr2=πD2
  • :根號
  • r:半徑
  • n:份
公式證明,利用周長公式計算球的表面積,利用求體積求導來計算表面積,

公式證明

利用周長公式計算球的表面積

√表示根號
把一個半徑為R的球的上半球橫向切成n(無窮大)份, 每份等高
並且把每份看成一個類似圓台,其中半徑等於該類似圓台頂面圓半徑
則從下到上第k個類似圓台的側面積
球體表面積
其中r(k)=√[R^2-﹙kh)^2],
h=R^2/{n√[R^2-﹙kh)^2}.
S(k)=2πr(k)h=(2πR^2)/n則 S=S(1)+S(2)+……+S(n)= 2πR^2;
乘以2就是整個球的表面積 4πR^2;

利用求體積求導來計算表面積

可以把半徑為R的球看成像洋蔥剝皮(非縱向或橫向,而是環切)一樣分成n層,每層厚為
,半徑獲得增量是
時,體積增加的部分的體積就為
球體表面積
極限的思想:當n趨於無窮大的時候,記此時的半徑差為dr,當r增量趨近於零時的增加體積dv。此時球的每層的厚度就薄的像個曲面一樣,這部分很薄的體積除以dr就是球的表面積了。
導數定義為:當自變數的增量趨於零時,因變數的增量與自變數的增量之商的極限
球的體積為
,
所以同時求導就可得
球體表面積

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